Плавиковая кислота

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Плавиковая кислота
Изображение химической структуры Изображение молекулярной модели
Hydrogen fluoride.JPG
Общие
Систематическое
наименование
фтороводород
Традиционные названия плавиковая кислота
Хим. формула HF
Рац. формула HF
Физические свойства
Состояние бесцветная жидкость
Молярная масса 20.0063 г/моль
Плотность 1,258 (70 %)
Термические свойства
Температура
 • плавления −75 (70 %)
 • кипения 85,8 (70 %) °C
 • вспышки негорючая °C
Химические свойства
Константа диссоциации кислоты 3,17
Растворимость
 • в воде смешивается
Классификация
Рег. номер CAS 7664-39-3
PubChem
Рег. номер EINECS 231-634-8
SMILES
InChI
RTECS MW7875000
Безопасность
Предельная концентрация 0,5 мг/м³
ЛД50 15 мг/кг
Токсичность Класс опасности по ГОСТ 12.1.007: 2-й
Пиктограммы ECB Пиктограмма «T: Токсично» системы ECBПиктограмма «T+: Крайне токсично» системы ECBПиктограмма «C: Разъедающее» системы ECBПиктограмма «Xn: Вредно» системы ECBПиктограмма «Xi: Раздражитель» системы ECBПиктограмма «N: Опасно для окружающей среды» системы ECB
NFPA 704
Приведены данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа), если не указано иное.

Пла́виковая кислота́[1] (фтороводоро́дная кислота́, фтористоводоро́дная кислота́, гидрофторидная кислота́) — водный раствор фтороводорода (HF). Промышленностью выпускается в виде 40 % (чаще), а также 50 % и 72 % растворов. Название «плавиковая кислота» происходит от плавикового шпата, из которого получают фтороводород. Соли плавиковой кислоты называют фторидами, все растворимые в воде фториды очень токсичны (в больших количествах). Сама кислота также очень токсична.

Свойства[править | править код]

Физические[править | править код]

Бесцветная легкоподвижная жидкость с резким запахом и обжигающим «уксусным» вкусом. Растворение фтористого водорода в воде сопровождается довольно значительным выделением тепла (59,1 кДж/моль). Для него характерно образование содержащей 38,6 % HF и кипящей при 114 °C азеотропной смеси (по другим данным 37,5 % и tкип 109 °C). Такая азеотропная смесь получается в конечном счёте при перегонке как концентрированной, так и разбавленной кислоты.

При низких температурах фтористый водород образует нестойкие соединения с водой состава Н2О·HF, Н2О·2HF и Н2О·4HF. Наиболее устойчиво из них первое (tпл −35 °C), которое следует рассматривать как фторид гидроксония — [Н3O]F. Второе является гидрофторидом гидроксония [Н3O][HF2].

Химические[править | править код]

Плавиковая кислота — кислота довольно слабая (средней силы) (константа диссоциации составляет 6,8⋅10−4, степень диссоциации 0,1 н. раствора 9 %), однако она разъедает стекло[2] и другие силикатные материалы, поэтому плавиковую кислоту хранят и транспортируют в полиэтиленовой таре.

Реакция идёт с выделением газообразного фторида кремния (SiF4):

.

Реагирует со многими металлами, стоящими в ряду напряжений до водорода, с образованием фторидов (свинец не растворяется в плавиковой кислоте, так как на его поверхности образуется нерастворимый фторид PbF2; медь, серебро, ртуть, сурьма, висмут, вольфрам, золото, платина и платиновые металлы не растворяются, так как в ряду напряжений находятся после водорода), не действует на парафин, который используют при хранении этой кислоты.

Техническая плавиковая кислота[править | править код]

Техническая плавиковая кислота обычно содержит ряд примесей — Fe, Rb, As, кремнефтористоводородную кислоту Н2SiF6, SO2 и др.

Для грубой очистки её перегоняют в аппаратах из платины или свинца, отбрасывая первые порции дистиллята.

Для получения более чистой кислоты техническую кислоту переводят в гидрофторид калия, затем разлагают его нагреванием, растворяя фтористый водород в дистиллированной воде.

Крепкая плавиковая кислота (более 60 % HF) может сохраняться и транспортироваться в стальных ёмкостях, но разъедает стекло. Для хранения плавиковой кислоты и работы с ней в лабораторных условиях требуются сосуды из тефлона, полиэтилена и других пластмасс.

Применение[править | править код]

Крупный потребитель фтороводородной кислоты — алюминиевая промышленность.

Требования безопасности[править | править код]

Пиктограмма «T: Токсично» системы ECBПиктограмма «T+: Крайне токсично» системы ECBПиктограмма «C: Разъедающее» системы ECB Плавиковая кислота пожаро- и взрывобезопасна. При превышении ПДК возможны острые и хронические отравления с изменением крови и кроветворных органов, органов пищеварительной системы, отёк лёгких. Обладает выраженным эффектом при вдыхании, раздражающим действием на кожу и слизистые оболочки глаз (вызывает болезненные ожоги и изъязвления); кожно-резорбтивным, эмбриотропным, мутагенным и кумулятивным действием.

Плавиковая кислота — токсичное вещество. В соответствии с ГОСТ 12.1.007.76 плавиковая кислота является токсичным высокоопасным веществом по воздействию на организм (2-го класса опасности)[3].

При попадании на кожу в первый момент не вызывает сильной боли, легко и незаметно всасывается, но через короткое время вызывает отёк, боль, химический ожог и общеядовитое действие. Симптомы от воздействия слабо концентрированных растворов могут появиться через сутки и даже более после попадания их на кожу.

При попадании в кровь через кожу связывает кальций крови и может вызвать нарушение сердечной деятельности. Ожоги площадью более чем 160 см2 опасны возможными системными токсическими проявлениями.

Токсичность плавиковой кислоты и её растворимых солей, предположительно, объясняется способностью свободных ионов фтора связывать биологически важные ионы кальция и магния в нерастворимые соли (отравление фторидами[en]). Поэтому для лечения последствий воздействия плавиковой кислоты часто используют глюконат кальция как источник ионов Ca2+. Пострадавшие участки при ожогах плавиковой кислотой промываются водой и обрабатываются 2,5 % гелем глюконата кальция[4][5]. Тем не менее, поскольку кислота проникает сквозь кожу, простого промывания недостаточно и необходимо обращение к врачу для проведения лечения[6]. Высокую эффективность показали внутриартериальные инфузии хлорида кальция[7].

Предельно допустимая концентрация (ПДК) плавиковой кислоты:

Вид ПДК максимально разовая (ПДКм. р.) ПДК среднесуточная (ПДКс. с.)
ПДК в воздухе рабочей зоны, мг/м³ (в пересчёте на ионы фтора) 0,5 0,1
ПДК в атмосферном воздухе, мг/м³ (в пересчёте на ионы фтора) 0,02 0,005

Примечания[править | править код]

  1. Исконный произносительный вариант «плавико́вая», зафиксированный в словарях XIX (например, в словаре В. И. Даля) и первой половины XX века, устарел.
  2. Растворение стекла в плавиковой кислоте Архивная копия от 29 ноября 2014 на Wayback Machine — видеоопыт в Единой коллекции цифровых образовательных ресурсов
  3. ГОСТ 14022-88— Водород фтористый безводный. Дата обращения: 6 июня 2011. Архивировано 14 мая 2006 года.
  4. el Saadi M. S., Hall A. H., Hall P. K., Riggs B. S., Augenstein W. L., Rumack B. H. Hydrofluoric acid dermal exposure (неопр.) // Vet Hum Toxicol. — 1989. — Т. 31, № 3. — С. 243—247. — PMID 2741315.
  5. Roblin I., Urban M., Flicoteau D., Martin C., Pradeau D. Topical treatment of experimental hydrofluoric acid skin burns by 2.5% calcium gluconate (англ.) // J Burn Care Res : journal. — 2006. — Vol. 27, no. 6. — P. 889—894. — doi:10.1097/01.BCR.0000245767.54278.09. — PMID 17091088.
  6. Recommended Medical Treatment for Hydrofluoric Acid Exposure (PDF) (недоступная ссылка). Honeywell Specialty Materials. Дата обращения: 6 мая 2009. Архивировано 2 февраля 2012 года.
  7. Intra-arterial calcium infusion for hydrofluoric acid burns. NCBI. Дата обращения: 3 января 2010. Архивировано 10 мая 2013 года.